[發(fā)明專利]一種呈納米線分布的無鉛壓電陶瓷及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611015168.5
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN106747535B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳慶;曾軍堂
• 申請（專利權(quán)）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B35/49;H02N2/18
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• 代理人: 暫無信息

1.一種呈納米線分布的無鉛壓電陶瓷，其特征是所述壓電陶瓷的晶粒呈納米線狀分布，納米線的直徑小于100nm、長度大于10微米，其中晶粒含有Zn、Ti、Zr、Al、Ca，并具有鈣鈦礦型結(jié)晶構(gòu)造,所述晶粒組成式為ZnxAl_{{2/3-2/3(x+y)}}Ca_yTi_0.5Zr_0.5O₃,其中，0.1≤x≤0.5、0.05≤y≤0.1。

2.一種制備如權(quán)利要求1所述呈納米線分布的無鉛壓電陶瓷的方法，其特征是通過納米纖維引導(dǎo)，使晶粒的生長沿納米纖維生長集合，從而形成呈納米線分布的壓電陶瓷，具體制備方法如下：

（1）按ZnxAl_{{2/3-2/3(x+y)}}Ca_yTi_0.5Zr_0.5O₃分子式組成配制原料，其中Zn、Ti、Al、Ca以普通氧化物為原料配制，Zr選用氧化鋯納米纖維為原料；其中，0.1≤x≤0.5、0.05≤y≤0.1；

（2）將步驟（1）配制的Zn、Ti、Al、Ca氧化物與純凈水配合在研磨機中研磨1-2h，然后干燥；

（3）將步驟（2）研磨干燥的物料在500-600℃條件下閃燒1-3min，使物料形成由無定形連接的晶粒，冷卻后加入氧化鋯納米纖維，混合分散均勻；

（4）將步驟（3）分散的物料在900-1000℃環(huán)境中燒結(jié)0.5-1h，Zn、Ti、Al、Ca氧化物生長為具有鈣鈦礦型結(jié)晶晶粒，并沿氧化鋯納米纖維生長形成由晶粒集合的納米線；

（5）進一步將燒結(jié)溫度提高至1500-1600℃，燒結(jié)15-35min，氧化鋯納米纖維與晶粒形成集合體，得到晶粒呈納米線分布的無鉛壓電陶瓷。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述制備方法，其特征在于：步驟（1）所述的氧化鋯納米纖維為直徑小于100nm、長度大于10微米的線狀體。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述制備方法，其特征在于：步驟（3）所述的閃燒溫度為550℃，使物料快速形成由無定形連接的晶粒。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述制備方法，其特征在于：步驟（4）所述的燒結(jié)溫度為900℃，該溫度條件下，使Zn、Ti、Al、Ca氧化物生長為具有鈣鈦礦型結(jié)晶晶粒，并沿氧化鋯納米纖維形成晶粒集合。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述制備方法，其特征在于：步驟（5）所述的燒結(jié)時間為20min。

7.一種噪聲發(fā)電裝置，其特征是將權(quán)利要求1所述呈納米線分布的無鉛壓電陶瓷用于玻璃、路面防護板、空壓機房隔音板，利用呈納米線分布的無鉛壓電陶瓷高靈敏性，通過聲音產(chǎn)生的振動發(fā)電。